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加拿大重水生产↓    半导体OLED需求↑    价格1年翻倍

晓星化学、KC、TEMC本地化、客户测试中

▲ 韩国每季度进口的氘（单位：千美元，来源：韩国国际贸易协会）

半导体、OLED、光纤等生产工序中使用的氘（D2，Deuterium）的价格因原料重水（D2O）的供需不稳定以及需求增加而急速上涨半导体微型化进程。国内特种气体企业也有望在本土化进程中成为新的增长点。

据（韩国）国内特气行业人士了解，近一年来，氘的价格上涨了一倍多。价格上涨是因为电子行业对半导体、OLED、光纤的需求不断增加，而重水这种原材料是战略物资，在供需不畅的情况下减少供应。

D2 是一种用于半导体和光缆热处理工艺的气体。当在半导体工艺中掺杂杂质时，通过将晶圆加热至约400℃持续约1小时来执行退火以在离子注入后立即去除对半导体晶圆晶格的损伤。以前使用的是氢，但如果用D2代替，已知同位素运动效应大大降低了半导体晶体管的热电解效应，寿命增加10到50倍。

▲ 轻氢、重氢、氚（来源：德语维基百科）

特别是，为了解决由于半导体微细化工艺的强化，栅极绝缘膜的厚度变得比极限更薄而导致的漏电流问题，High-K（高介电常数）（HfO2、HfSix、HfAlx )绝缘薄膜和D2应用的热处理工艺这变得越来越重要。高 K 绝缘膜的缺陷大约是现有绝缘膜 (SiO2) 的 100 倍，因此优化热处理工艺至关重要。

在OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）产业中，在显示产业取代LCD迅速成长，D2用于生产直接关系OLED有机材料寿命的荧光蓝材料。应用与现有氢结合的化合物中D2置换氢的技术，使薄膜成为非晶态，提高耐热性，从而使OLED器件的寿命较现有器件提高20%，实现高清晰、轻薄拍摄。

在将世界连接到互联网的光纤行业中，D2 替代了硅光纤，用于提高寿命和效率。此外，作为核聚变的关键反应材料、生物技术中的质谱分析、下一代高能激光武器的关键材料，作为未来的高级能源备受关注，需求不断增加。

▲ 使用氘和氚的核聚变原理

为了将D2用于工业用途，重水必须经过净化、电解、净化等几步提纯。然而，随着所需重水供应量的减少，供需趋紧。

重水是水分子中的氢被二氢（一个质子，一个中子）取代的水，它存在于海水中，但由于它非常小，通过电解大量的水从重水中分解出氢，包括重水，并产生氢气，它是通过浓缩其中的二元素而产生的。此时，用重水（101.4℃）与水（100℃）的沸点之差或双（-249.7℃）与氢（-252.5℃）的沸点之差，即需烧开大量的水，需要燃料和电力。

重水具有吸收中子的特性，在重水反应堆中用作慢化剂或冷却剂。加拿大的重水反应堆“CANDU（加拿大氘铀）”是一个代表性的例子，韩国目前在月城有四个CANDU反应堆。

由于重水是核电站必不可少的材料并且难以生产，因此生产商仅限于加拿大、印度、阿根廷、罗马尼亚和挪威等少数运营 CANDU 的国家。目前，世界上最大的重水厂是加拿大的布鲁斯重水厂，建于1979年，年生产能力700吨。进口到韩国的大部分灰水都是在加拿大生产的。据韩国国际贸易协会称，2022年韩国进口重水金额为715万美元，其中加拿大录得586万美元，其次是美国（81万美元）。

由于重水是战略物资，进口线不易改变，供需告急。1月韩国重水进口额为29万美元，美国进口额为29万美元，完全替代加拿大进口。特别是1月份进口量为315公斤，远低于去年月均进口量（13795公斤）。由于去年能源价格飙升，重水本身价格大幅上涨，而D2由于供应短缺，价格在一年内翻了一番。

韩国特种气体制造商加速D2国产化

 

▲ 晓星化学Neochem特种气体生产基地玉山工厂全景

韩国大部分D2依赖进口，由于电子行业需求扩大，从2021年起进口数量和数量明显增加。

去年，韩国D2进口额创下2975万美元的历史新高，同比增长82%。重量方面，为18603公斤，比上年增长33%。进口绝对依赖美国（2279万美元）和中国（565万美元）。

生产D2的公司是林德、液化空气、Matheson气体、大阳日酸、日本昭和、梅塞尔、史密斯化学等全球工业气体公司。近期，（韩国）国内的晓星化学、KC Industrial、TEMC（TEMC）纷纷本土化挑战（韩国）国内外市场。

晓星化学（代表理事李健钟）2022年底建成年产10吨高纯度氘（以钢瓶计约1万瓶）的设施，（韩国）国内半导体企业正在评估产品质量. 以积累了20年经验的电化学技术为基础，从2020年开始进行约两年的氘生产国产化，其特点是在韩国首次成功开发了氘生产设备。

KC Industrial（CEO Lee Han-gi）配备了每月可生产 1,200 瓶 D2 的设备，并出口到台湾和其他国家。此外，它计划在与（韩国）国内客户进行质量测试的同时扩大业务。

TEMC（CEO Yu Won-yang）基于利用自己的技术生产特殊气体的经验，计划从今年开始将D2作为新产品在韩国生产。